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Bases para la defensa inmune en las enfermedades micóticas Luz E. Cano GENERALIDADES Para que un hospedero desarrolle una respuesta inmune adecuada y eficaz frente a patógenos fúngicos es necesaria la participación de ambas ramas de su sistema inmune: la innata y la adaptativa; ellas están íntimamente vinculadas pero las controlan distintos grupos de moléculas, receptores y células que les sirven para generar los varios mecanismos y efectos biológicos que son la forma más efectiva del sistema inmune para eliminar los hongos, tanto oportunistas como patógenos. Asimismo, los mecanismos de defensa inmune que se generen van a depender de la localización intracelular o extracelular del microorganismo, del sitio anatómico en que se encuentre, del tipo de célula o receptor que intervenga en su reconocimiento y, por supuesto, del compartimiento del sistema inmune del hospedero que sea estimulado o activado directamente. Por lo tanto, la interacción inicial del microorganismo con la primera línea de defensa del hospedero es decisoria del tipo de respuesta inmune que ha de desarrollarse. Respuesta inmune contra gérmenes El ser humano vive en permanente contacto con un sinnúmero de microorganismos, entre los cuales se puede incluir gran cantidad de especies de hongos; sin embargo, son muy pocos los que llegan a causarle enfermedad y esto es atribuible a los eficientes mecanismos de defensa que posee. Inicialmente, el hospedero trata de controlarlos mediante las barreras físicas (piel y mucosas) y los factores constitutivos, entre ellos los inherentes a la raza, edad, sexo y hormonas; así se elimina la gran mayoría de esos microorganismos. Para los que logran superar esas barreras y entran (accidentalmente) al hospedero, este monta una respuesta inmune más elaborada dirigida a la muerte del invasor; dicha respuesta comprende varias etapas: • La localización y el reconocimiento de los patrones moleculares del patógeno, conocidos como PAMP (por la sigla en inglés de pathogen-associated molecular patterns) mediante los receptores de reconocimiento de patrones denominados PRR (por la sigla en inglés de pattern recognition receptors) presentes en la superficie de las células fagocíticas del hospedero o en forma soluble. • La internalización del microorganismo por parte de las células del sistema inmune mediante mecanismos de tipo fagocitosis. • El procesamiento de los antígenos micóticos y su presentación a los linfocitos T o B por las células presentadoras de antígenos (Ag). • El reconocimiento de los péptidos antigénicos del hongo por parte del linfocito clonal específico para cada epítope. • La activación celular de ese linfocito específico lo que lleva a su proliferación (cuando sea pertinente). • La producción de citocinas con un perfil inmunológico determinado (hasta la fecha se han definido perfiles inmunológicos tipos Th1, Th2, Th9, Th17, Th22, TFH) que serán responsables de inducir los diferentes mecanismos biológicos efectores (celulares o humorales). • Finalmente, la fase de regulación del proceso, para que cese la respuesta inmune, sin ocasionar deterioro en los tejidos del hospedero; en ella deben intervenir las células Treg. Mecanismos más relevantes de la respuesta inmune innata que participan en la defensa contra hongos Se considera que la respuesta inmune innata es la primera línea de defensa del hospedero; ella muestra cierto grado de especificidad que le permite distinguir entre lo propio y lo extraño; lo más importante es, sin embargo, que en caso de no ser efectiva puede activar los mecanismos de inmunidad adquirida para que se continúe con la defensa del organismo y así poder erradicar de manera definitiva el agente agresor. En términos generales se puede afirmar que esta rama de la respuesta inmune tiene dos propósitos principales: • Desarrollar una actividad antifúngica efectiva directa que finalice con la eliminación del microorganismo, lo que se puede hacer por el proceso de fagocitosis y los mecanismos intracelulares que en ella se generan, o por la liberación de sustancias microbicidas que actúen sobre las estructuras micóticas no fagocitables. • Instruir o “enseñar” a las células de la rama de la inmunidad adquirida sobre la presencia del microorganismo; esto se hace mediante la presentación de determinantes antigénicos del hongo a los linfocitos (B o T) para que estos, una vez reconozcan el epítope antigénico, sean activados y monten la respectiva respuesta inmune específica (humoral y celular) que por sus mecanismos efectores lleve a la eliminación definitiva del agente invasor. Estos mecanismos de la respuesta inmune innata los presenta Brown de una manera muy clara, aunque resumida,[1] en su revisión publicada en el Annual Review of Immunology 2011. Allí se explica el papel esencial de las células fagocíticas en el desarrollo de la respuesta inmune innata contra los hongos por mecanismos tales como el reconocimiento por parte de los fagocitos, la internalización del hongo, la maduración del fagosoma y los principales mecanismos dirigidos a la muerte del microorganismo (dependientes e independientes del oxígeno, entre ellos péptidos antimicrobianos e hidrolasas). Cuando se habla de células fagocíticas cabe recordar que se clasifican en dos categorías: • Profesionales: también conocidas como células presentadoras de antígenos (APC, por la sigla en inglés de antigen-presenting cells) porque una de sus funciones principales es reconocer y captar el microorganismo, internalizarlo, procesarlo para presentar en su membrana celular los antígenos microbianos, lo cual se hace en el contexto de las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC, por la sigla en inglés de major histocompatibility complex), para que posteriormente sean reconocidos por los linfocitos (T o B) mediante su receptor específico (TCR o BCR, T-cell receptor, B-cell receptor). En esta categoría se encuentran los polimorfonucleares neutrófilos (PMN), los macrófagos (Mθ) y las células dendríticas (DC, dendritic cells). • No profesionales: aunque no es su función principal también participan en algunas ocasiones en el proceso de fagocitosis dependiendo del sitio de la infección. En esta categoría están las células asesinas naturales (NK, natural killer), los linfocitos γδ y las células epiteliales y endoteliales. Como ya se mencionó, los primeros pasos de la interacción hospedero-hongo son la detección y el reconocimiento, por parte del sistema inmune, de la presencia del microorganismo en algún sitio del cuerpo. Dicho reconocimiento se hace por medio de los receptores tipo PRR que se unen a los PAMP expresados por el hongo principalmente en la pared celular. Los principales PAMP reconocidos en los distintos hongos patógenos y oportunistas son moléculas presentes en los complejos macromoleculares de la pared celular, e incluyen: mananoproteínas, glucoproteínas, fosfolipomananes, beta-glucanos, galactomananes, glucolípidos, proteínas de choque térmico (HSP, por la sigla en inglés de heat-shock proteins), glucuronoxilomanán (GXM) y posiblemente la quitina, biopolímero constituido principalmente por moléculas de N-acetyl-D-glucosamina. Cada una de estas moléculas es reconocida de manera específica por determinada clase de PRR, ya sea que se encuentren expresados en la membrana de los fagocitos (entre ellos los receptores tipo toll (TLR, por la sigla en inglés de toll-like receptors), las dectinas-1 y 2, los receptores de lectina tipo CLR (C-type lectin-like receptors), receptores de manosa y receptores del complemento,CD14) o que estén en forma soluble (como las proteínas surfactantes A y D, galectina-3, pentraxina-3 y ficolina-2, entre otros).[1-4] Con respecto al papel e importancia de otros PRR, Huysamen y Brown[5] publicaron una interesante revisión sobre la familia Cluster de Dectina-1, recientemente descrita, la cual incluye otros receptores como MICL, CLEC-2, CLEC12B, CLEC9A, CLEC-1 y LOX-1; en dicha publicación los autores revisan cada uno de estos receptores (CLR) explorando lo que se conoce hasta la fecha sobre sus ligandos y funciones más relevantes y presentan nuevos puntos de vista para algunos de los mecanismos fundamentales de la respuesta inmune y de la homeostasis. Asimismo, Brummer y Stevens[6] revisaron el papel de las colectinas (proteínas que se unen selectivamente a algunos carbohidratos presentes en la membrana de los microorganismos) en el reconocimiento de PAMP de hongos oportunistas (Aspergillus fumigatus, Candida albicans, Cryptococcus neoformans y Pneumocystis jiroveci) o patógenos primarios (Blastomyces dermatitidis, Coccidioides spp., Histoplasma capsulatum y Paracoccidioides brasiliensis) en el marco de la interacción hospedero-hongo con respecto a la fijación del complemento, fagocitosis y estímulo a la producción de algunas citocinas y quimiocinas. En la tabla 179-1 se describen algunas de las principales interacciones PAMP-PRR en hongos patógenos y los efectos biológicos inducidos por estos mecanismos. Tabla 179- 1. Algunos de los principales PRR que reconocen PAMP de hongos oportunistas y patógenos. (Adaptada de las referencias).[1] [2] [4] [9] Localización Receptor (PRR) PAMP Hongo CD5 β-glucán Candida albicans CD14 Manán Candida albicans GXM Cryptococcus neoformans CD 32 (FcγR) Manán Candida albicans GXM Cryptococcus neoformans CD36 β-glucán Candida albicans Manán Coccidioides spp. Membrana CD 206 (Receptor de manosa) N-manán Candida albicans N-acetil-glucosamina Candida albicans Glicoproteína A (GpA) Pneumocystis jiroveci CR3 β-glucán Saccharomyces cerevisiae Manán Candida albicans BAD-1 Blastomyces dermatitidis HSP-60 Histoplasma capsulatum GXM Cryptococcus neoformans DC-SIGN Manán Candida albicans Galactomanán Aspergillus fumigatus Dectina Dectina -1 β-1,3-glucán Aspergillus fumigatus Candida albicans Pneumocystis jiroveci Dectina - 2 α-manán Candida albicans Langerina Manán Candida albicans β-glucán Malassezia furfur Mincle α-manosa Malassezia sp. Candida albicans Receptores tipo Toll (TLR) TLR 2 Manán Candida albicans Fosfolipomanán Candida albicans GXM Cryptococcus neoformans β-glucán Aspergillus fumigatus TLR 4 Manán Candida albicans O-manán Candida albicans GXM Cryptococcus neoformans α-manosa Candida albicans Ramno-manán Pseudallescheria boydii TLR 9 ADN fúngico Candida albicans Asper gillus fumigatus SCARF β-glucán Candida albicans VLA-5 Ciclofilina A Histoplasma capsulatum Soluble Complemento Manosa Paracoccidioides brasiliensis β-1,6 glucán Candida albicans Ficolina-2 β-1,3 glucán N-acetil-glucosamina Galectina-3 β-1,2-manósidos Candida albicans Lectina ligadora de manosa Manán Candida albicans Asper gillus fumigatus PCR Fosfocolina Pentraxina-3 Galactomanán Aspergillus fumigatus Proteína surfactante A Manán Glicoproteína A (GpA) Pneumocystis jiroveci Proteína surfactante D Manán β-glucán Una vez que cada PAMP se une con su respectivo PRR de membrana, se induce la posterior señalización molecular que implica la interacción con moléculas adaptadoras presentes en el citoplasma de la célula fagocítica como es el caso de MyD88 (por la sigla en inglés de myeloid differentiation marker 88), que lleva a la activación y translocación nuclear del factor nuclear-kappa B (NF-κB). Existen también interacciones independientes de MyD88 que activan otras moléculas adaptadoras las cuales inducen también la activación de otros factores de transcripción. Posteriormente, y dependiendo de la vía de señalización utilizada, se activan distintos genes responsables de la síntesis de una amplia gama de citocinas y quimiocinas.[3] [4] [7-9] Estas varias interacciones llevan a procesos de inflamación, fagocitosis y otros mecanismos, que hacen parte de la respuesta inmune adquirida cuyo perfil inmunológico (tipo Th1, Th2, Th9, Th17, Th22 o TReg) depende a su vez de la vía de señalización desencadenada inicialmente.[10-13] Luego del reconocimiento de los PAMP por los PRR, se da la internalización del microorganismo por parte de los fagocitos; este proceso se lleva a cabo por mecanismos dependientes de la actina (fagocitosis) y permite que la porción de membrana celular a la cual está unido el hongo se invagine, formando una especie de vesícula intracelular que contiene el microorganismo y que se denomina fagosoma.[1] Sin embargo, ese mecanismo de internalización no es tan simple y depende de varios factores, entre ellos: el tipo de hospedero, la presencia de opsoninas y la composición de la pared celular del hongo que varía de acuerdo con su fase morfológica (conidia, levadura, hifa). Así, el reconocimiento y la internalización de levaduras y conidias ocurren principalmente por un proceso de fagocitosis de tipo enrollado (en inglés coiling) mediado por receptores de manosa (MR), DC-SIGN (por la sigla en inglés de dendritic cell-specific intercellular adhesion molecule- 3 grabbing non-integrin), también conocida como DC209, y, parcialmente, por CR3. En el caso de las hifas o sus fragmentos, su internalización ocurre por un mecanismo de fagocitosis más convencional conocido como de tipo cremallera (en inglés zipper) y requiere la cooperación de FcγR y CR3.[14] Es importante destacar que durante la interacción de los fagocitos con hongos filamentosos (como Aspergillus) se requieren tanto la fagocitosis de las conidias por los Mθ como la destrucción de las hifas por los PMN; además, ambas formas (conidias e hifas) son “atrapadas” en las llamadas trampas extracelulares de PMN o NET (por la sigla en inglés de neutrophil extracellular traps), que resultan de la degranulación de los PMN, liberando fibras de ADN, histonas, gránulos, pentraxina-3 y proteínas citosólicas, todo lo cual forma una especie de malla o red para retener en su interior las partículas del hongo lo que ayuda a detener la infección y a prevenir su diseminación a otros tejidos.[1] [15] Por lo tanto, las deficiencias de un hospedero en cualquiera de estos dos tipos de células, Mθ o PMN, aumentan su susceptibilidad a desarrollar micosis por este tipo de hongos. Neumann y Jacobson[16] reportaron una nueva estructura celular denominada fungipodio que participa en la interacción hospedero-hongo. Así, cuando las células dendríticas inmaduras hacen contacto, mediante el receptor de manosa (CD206), con los polisacáridos de manán y la quitina de la pared celular de algunas levaduras, se inicia un proceso de crecimiento del citoesqueleto de actina en el sitio de contacto DC- levadura, que resulta en la formación de una estructura tubular de aproximadamente 10 µm de largo que conecta la membrana de la DC con la levadura. Este proceso parece ser específico de algunas levaduras tales como Candida parapsilosis la cual induce una fuerte formación de estos fungipodios en las DC; en contraste, en presencia de C. albicans y C. tropicalis hay poca o ninguna formación de estas estructuras. Se pudiera considerar que los fungipodios son un nuevo elemento biológico de reconocimiento de los hongos por parte del sistema inmune innato.[16] Por otra parte, hay que destacar que el proceso de fagocitosis es más eficiente cuando el hongo está opsonizado, ya sea con anticuerpos o con factores del complemento. En este sentido, el sistema del complemento juega un papel importanteen la respuesta inmune innata del hospedero frente a las infecciones micóticas y constituye uno de los principales mecanismos efectores dependientes e independientes de Ac, y modula, de manera significativa, las funciones fagocíticas lo que permite un mejor reconocimiento del patógeno; a la vez, produce moléculas de tipo anafilotoxinas que juegan un papel quimioatrayente y proinflamatorio.[14] Este sistema se compone de un gran número de proteínas que se encuentran biológicamente inactivas en la circulación, en otros fluidos corporales y en los tejidos. La actividad biológica del sistema del complemento se genera cuando se inicia su activación por una de tres vías (la clásica, la alterna y la de las lectinas); en última instancia, por estas vías se llega a la activación del factor C3, el componente central del complemento, y a la generación de un gran número de funciones biológicas tales como la anafilaxia, la quimiotaxis y la fagocitosis. Debido a lo extenso de la literatura en este campo, se presentan solo algunos ejemplos de la participación del sistema del complemento en el control de las infecciones micóticas. En el caso de las debidas a levaduras, como Candida albicans, está demostrado que si dicho sistema está intacto contribuye a la inhibición de su crecimiento; por ello, individuos con deficiencias o ausencia del factor C5 del complemento son más susceptibles al desarrollo de candidiasis, con especial tropismo por los riñones; además, está claro el papel crucial de este factor, gracias a sus propiedades de opsonización y quimiotaxis, para el control rápido y oportuno y la eliminación de la levadura.[17] Asimismo, para Aspergillus fumigatus, uno de los principales agentes etiológicos de infecciones micóticas oportunistas en pacientes inmunodeprimidos, el sistema del complemento representa también parte esencial de la respuesta inmune del hospedero para su control. Así, cuando se activa la cascada de este sistema sobre la superficie de las conidias y de las hifas del hongo, se favorece la fagocitosis de las primeras pero no ocurre lo mismo con las segundas, las cuales unen también a su superficie algunos factores reguladores del complemento (factor H, FHL-1 y CFHR-1) que modulan negativamente la activación de este.[15] [18] Por otra parte, conidias de varias especies del género Mucor tienen la capacidad de activar el sistema del complemento, en presencia o ausencia de quelantes de Ca++ y Mg++, lo cual sugiere que sea la vía alterna la responsable de dicha respuesta.[19] Continuando con el proceso interno de la fagocitosis, después de la internalización del microorganismo y la formación del fagosoma, este debe pasar por un proceso de maduración, consistente en una serie de eventos en los que la vesícula sufre fisiones y fusiones, se enriquece con componentes de los lisosomas y se convierte así en un fagolisosoma con potente actividad antimicrobiana que actúa sobre el hongo contenido en dicho compartimiento y causa su digestión y muerte.[1] Este proceso es muy importante para llegar a una respuesta inmune innata eficiente que culmine con la destrucción del microorganismo; sin embargo, varios hongos tienen mecanismos de evasión en este punto lo que les confiere virulencia al permanecer viables dentro del fagocito (ver más adelante mecanismos de evasión). Durante la fase de digestión del hongo ocurren también el procesamiento y la presentación de antígenos fúngicos en la superficie de las células presentadoras de antígeno (APC) en el contexto de las moléculas MHC (tanto de clase I como de clase II) para ser reconocidos por los linfocitos T o B específicos para cada epítope o determinante antigénico del hongo. Este reconocimiento específico da inicio a la respuesta inmune adquirida, cuyo perfil inmunológico estará acorde con el estímulo desencadenante. Mecanismos microbicidas Son varios los mecanismos oxidativos y no oxidativos que emplean los fagocitos para dar muerte a los microorganismos ingeridos. Estos mecanismos son influenciados fuertemente por el estado de activación de la célula, que está mediado por factores solubles externos como citocinas y otras moléculas producidas bajo el estímulo de la unión PAMP-PRR. Asimismo, no todos los hongos, ni sus diferentes formas, son igualmente susceptibles a estos mecanismos de muerte.[1] [14] [20] Entre los mecanismos oxidativos cabe mencionar dos tipos, a saber: • Reactivos intermediarios del oxígeno (ROI), también conocido como estallido respiratorio, considerado como el principal componente de defensa antifúngica de los fagocitos; es mediado por un complejo macromolecular de varias proteínas conocido como complejo NADPH oxidasa (por la sigla en inglés de nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-oxidase), un donante de electrones, responsable en última instancia de la producción de los varios radicales de oxígeno (singlete de oxígeno, anión superóxido, peróxido de hidrógeno, radicales hidroxilos, halógenos activados y aminoácidos descarboxilados). La importancia del complejo NADPH oxidasa en el control de las infecciones por hongos se observa claramente en los pacientes con la enfermedad granulomatosa crónica (CGD, por la sigla en inglés de chronic granulomatous disease), quienes presentan mutaciones en los genes que codifican para las proteínas gp91phox, p22phox, p47phox o p67phox del complejo, y son incapaces de producir el anión superóxido y sus metabolitos; tal deficiencia los hace susceptibles a muchas infecciones, que incluyen algunas micosis (aspergilosis invasiva y candidiasis).[1] [14] [20] [21] • Reactivos intermediarios del nitrógeno (RNI), producidos por la acción de la enzima óxido-nítrico- sintasa inducible (iNOS o NOS2). Este mecanismo es inducido por citocinas como el interferón-gamma (IFN-γ) y el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) y lleva a la producción de óxido nítrico (NO) a partir de un proceso oxidativo de la L-arginina; el NO tiene per se muy poca actividad antifúngica, pero su reacción con el anión superóxido produce el peroxinitrito que sí es una molécula con fuerte actividad antimicótica.[1] [20] Existe en la literatura una gran cantidad de publicaciones con bastantes resultados, algunos contradictorios, sobre el efecto de los RNI en el control de las infecciones por hongos como Cryptococcus neoformans,[22] [23] Histoplasma capsulatum[24] [25] y Paracoccidioides brasiliensis[26] [27] En otros estudios se muestra que los RNI no participan en los mecanismos antimicóticos, como es el caso de Aspergillus fumigatus.[28] Con respecto a los mecanismos no oxidativos, incluyen péptidos antimicrobianos, hidrolasas y componentes que restringen el acceso a nutrientes esenciales. Entre los primeros se cuentan las α- y β- defensinas, la histatina-5, las catelicidinas (LL-37) que son efectivos contra una gran cantidad de patógenos como: C. albicans, A. fumigatus, H. capsulatum y C. neoformans pero cuyo mecanismo de acción aún no está claro.[1] [29-31] En cuanto a las hidrolasas, están la lisozima, la familia de las serprocidinas que incluye, entre otras, la proteinasa-3, catepsina G, elastasa y azurocidina; estas moléculas son activas contra una amplia diversidad de hongos de los géneros Histoplasma, Aspergillus, Candida y Paracoccidioides.[1] [31] [32] Finalmente, se conocen dos mecanismos antifúngicos relacionados con la restricción a nutrientes esenciales que frenan el acceso del hongo al hierro y al zinc por el secuestro de dichos iones por moléculas como la lactoferrina y la calprotectina, respectivamente; ambas proteínas se encuentran en los gránulos de los PMN, apartir de los cuales ejercen su acción sobre hongos como C. albicans, C. krusei, A. fumigatus y Trichophyton mentagrophytes. [1,33,34] La dicotomía del proceso inflamatorio durante las infecciones por hongos requiere un equilibrio delicado Durante la respuesta inmune se genera uno de los mecanismos inmunológicos más importantes en el control de las infecciones; se trata de la inducción de la inflamación. Este proceso se considera entonces como un puente entre la inmunidad innata y la adaptativa para producir una respuesta antimicrobiana fuerte y marcada. Es necesaria una respuesta inflamatoria adecuada para la protección frente a infecciones por hongos, particularmente en las mucosas, durante la transición entre la respuesta inmune innata que es rápida y la respuesta adquirida que es lenta; sin embargo, es importante aclarar que, si no se tiene un control de dicho proceso, pueden ocurrir estados de respuesta exagerada que causan un deterioro considerable del tejido del hospedero con producción de lesiones necróticas; en otros individuos la falta de ese control puede conducir a un proceso crónico en el que la inflamación se perpetúa e induce la liberación de moléculas de tipo metaloproteinasas y oxidantes, que generan alteración del tejido con formación de granulomas y en algunos casos fibrosis; en gran medida este proceso es el responsable de la patogénesis de algunas de las micosis.[10] [13] [14] [35] Por lo tanto, es importante tener presente la naturaleza dicótoma del proceso inflamatorio en las micosis; así, la inflamación temprana o inicial es benéfica para el hospedero y colabora en el control de la infección, pero cuando queda fuera de control puede asociarse finalmente con una falla en la erradicación de la infección y con progreso de la enfermedad.[10] [13] [14] [35] Las nuevas tendencias sugieren que la subpoblación celular Th17 es el eje central para que ocurra el proceso inflamatorio; su diferenciación es inducida por la acción de dos citocinas: la interleucina-6 (IL-6) y el factor transformante de crecimiento beta (TGF-β). Inicialmente, la IL-6 activa una cascada de señalización intracelular que es necesaria para inducir la producción de IL-21, la cual tiene acción autocrina que incrementa su propia expresión; luego, la IL-6 y la IL-21 actúan sinérgicamente para generar la producción de IL-17A e IL-17F. Posteriormente, el TGF-β activa la expresión del receptor para la IL-23, citocina esencial para la supervivencia y activación de los linfocitos Th17 efectores y de memoria, regulando selectivamente la expresión de la IL-17 en estas células.[36] [37] En el año 2007, LeibundGut-Landmann y colaboradores[38] informaron que los β-glucanos presentes en la pared celular de C. albicans podían activar la vía de señalización Dectina-1-Syk-CARD9 e inducían la maduración de las DC con la consecuente secreción de citocinas proinflamatorias (IL-6, TNF-α e IL-23) con lo que llevaban a la diferenciación con un perfil Th17. Este fue uno de los primeros estudios que demostraron la participación del perfil de respuesta inmune de tipo Th17 en infecciones por hongos.[38] Posteriormente se han publicado muchos artículos al respecto. Es controversial el papel de estas células Th17 en la respuesta inmune contra varios hongos [39] tales como: C. albicans,[40] [41] H. capsulatum,[42] P. brasiliensis,[43] C. neoformans,[44] Pneumocystis jiroveci (antes P. carinii)[45] y A. fumigatus.[46] También se ha descrito en la literatura que la inflamación inducida por el β-glucán de origen micótico es mediada por la producción de citocinas proinflamatorias (IL-1, IL-6, IL-8, e IL-17) generadas por el complejo macromolecular conocido como inflamasoma NLRP3[47] lo cual permite que se lleve a cabo el proceso inflamatorio; para ello se requiere la degranulación de algunas células, como los mastocitos, en el lugar de la agresión y que se liberen algunos mediadores como la histamina, quininas, factores de la coagulación, leucotrienos y prostaglandinas. Además, la activación del sistema del complemento genera factores que atraen diferentes células del sistema inmune innato para ampliar la respuesta defensiva inicial. Los primeros leucocitos que pasan a los tejidos, en cuestión de minutos, son los PMN, después de algunas horas lo hacen los Mθ y días más tarde, los linfocitos.[48] Así, se puede decir que el proceso inflamatorio tiene dos componentes: uno local y otro sistémico; en el primero participan factores del sistema del complemento, de la coagulación, las quininas, metaloproteinasas, metabolitos del ácido araquidónico y diferentes citocinas que, actuando sinérgicamente, producen vasodilatación localizada y aumento de la permeabilidad vascular para facilitar el paso a los tejidos de líquidos, células y moléculas. En cuanto al proceso sistémico, se caracteriza por la generación de fiebre y leucocitosis y por la producción en el hígado de una serie de moléculas conocidas como proteínas de fase aguda de la inflamación. De estas últimas, las más conocidas son: proteína C reactiva (PCR), fibrinógeno y proteína A sérica del amiloide.[48] En cuanto al papel de la inflamación crónica en las micosis, se sabe que esta falla en resolver el proceso inflamatorio se ha asociado con la incapacidad de eliminar el microorganismo y con una respuesta tisular exagerada por parte del hospedero, como en el caso de la candidiasis mucocutánea crónica (CMC). Papel de los diferentes perfiles inmunológicos generados durante la respuesta inmune adquirida en las micosis Son varios los perfiles inmunológicos descritos en la literatura que dirigen la respuesta inmune del hospedero hacia diferentes mecanismos efectores para el control de los distintos microorganismos. Hasta hace algunos años se había informado de manera clásica la presencia de dos subpoblaciones de linfocitos T: i) los Th1, cuya activación dirige predominantemente a una respuesta inmune celular; y ii) los Th2 que llevan a una respuesta inmune predominantemente de tipo humoral. Posteriormente, y como ya se mencionó, se ha descrito otra subpoblación de linfocitos, la Th17, que dirige a una respuesta inflamatoria. También se encuentran algunas publicaciones recientes en las que se reportan otras subpoblaciones de células del sistema inmune: Th22, Th9 y Tfh. En el caso particular de la respuesta inmune adquirida en las micosis, con base en la amplia literatura consultada,[3] [8] [10-14] [17] [35] [38-46] se concluye que aún es muy controversial la contribución relativa de las respuestas inmunes celular y humoral en el control de las infecciones por hongos. Por mucho tiempo, y de manera clásica, se ha sostenido que la respuesta inmune celular ha demostrado ser protectora y ha sido difícil demostrar el beneficio de la respuesta humoral. Sin embargo, en la última década ha habido reportes de la presencia de cierto tipo de anticuerpos con función protectora, que tienen la capacidad de inhibir la adherencia de algunos hongos, neutralizar toxinas, servir de opsoninas que favorecen la fagocitosis y participar como mediadores en procesos de citotoxicidad;[14] estos procesos demuestran su participación indirecta en el control de las micosis. Está claro el papel fundamental que juegan los linfocitos T CD4+ en el control de las micosis, hecho que se demuestra de manera fehaciente en los individuos con sida, quienes son muy susceptibles a desarrollar micosis (neumocistosis, candidiasis, histoplasmosis y criptococosis).[8][11][14] [17] La subpoblación de linfocitos Th1 es la principal responsable de este control, que se lleva a cabo mediante la producción de citocinas esenciales como elIFN-γ, molécula que activa los Mθ y PMN para que se encarguen de eliminar el germen invasor por alguno de los mecanismos microbicidas ya descritos.[10] [11] [12] En cuanto al perfil Th2, se considera que es perjudicial y se asocia con formas graves de las micosis; pacientes con candidiasis orofaríngea mostraron este perfil inmunológico en muestras de saliva. Asimismo, se asocia este perfil inmunológico con la forma diseminada de esta micosis.[3,11] También se ha reportado que este patrón de respuesta inmune favorece el desarrollo de alergias por hongos (aspergilosis broncopulmonar alérgica).[3,11,12,14] Estudios inmunológicos en pacientes con formas polares de paracoccidioidomicosis (PCM) demostraron una asociación entre el perfil Th1 y las formas asintomáticas y leves de la enfermedad; en contraste, el perfil Th2 se correlaciona con las formas más graves de la PCM.[10,12] Algunos estudios anotan que linfocitos T, tanto CD4+ como CD8+, juegan un papel importante en el control de la extensión y la diseminación de las lesiones tisulares producidas por C. albicans; así, está demostrada una fuerte asociación entre los defectos en la inmunidad mediada por células (principalmente de linfocitos T) y el incremento en la incidencia de varias formas de candidiasis, entre ellas la oral, orofaríngea, gastrointestinal y mucocutánea crónica.[11] [17] Ya se mencionó el perfil Th17 con respecto a la generación del proceso inflamatorio y a su papel dual en el control y patogénesis de las micosis. En cuanto al perfil Th22, descrito más recientemente, se puede decir que la IL-22 contribuye a desarrollar resistencia frente a los hongos en las mucosas incluso en ausencia de una respuesta adaptativa.[13] Se ha demostrado su participación en el control del crecimiento de Candida en las mucosas en condiciones de deficiencia de Th1 y Th17; se ha informado también actividad frente a C. krusei, Saccharomyces cerevisiae y Cryptococcus neoformans. Experimentalmente se ha visto que el bloqueo de la IL- 22 exacerba la aspergilosis pulmonar en ratones.[13] Con respecto a las subpoblaciones Th9 y TFH, no se encontraron, hasta la fecha de revisión de la literatura para el presente capítulo (febrero de 2011), publicaciones que las relacionen con la respuesta inmune a hongos. Sin embargo, es importante hacerles un seguimiento a las publicaciones futuras porque se ha informado la participación de Th9 en la patogénesis del asma y una estrecha relación con la subpoblación Th17. Otra población celular importante en la respuesta inmune adquirida que se genera frente a las micosis son los linfocitos T CD8+, que producen citocinas como el IFN-γ, que activa en los Mθ y PMN mecanismos microbicidas importantes. Estos linfocitos tienen también la capacidad de matar directamente células infectadas por hongos intracelulares, de ahí su nombre de linfocitos citotóxicos, pues reconocen mediante su TCR (por la sigla en inglés de T cell receptor) péptidos derivados del microorganismo que les presentan moléculas clase I del MHC.[11] Se ha reportado que estos linfocitos tienen un papel protector importante en la defensa contra C. albicans, Cryptococcus neoformans, H. capsulatum, P. jiroveci y A. fumigatus.[8] [11] Mecanismos de evasión de los hongos a la respuesta inmune del hospedero La virulencia de muchos hongos se basa en su capacidad de evadir algunos mecanismos de la respuesta inmune del hospedero; de allí la clara definición de un patógeno exitoso: es aquel que es capaz de sobrevivir en un hospedero evitando ser detectado por el sistema inmune de este. Las siguientes son algunas de las estrategias empleadas por hongos patógenos para evadir los mecanismos de defensa del hospedero:[2] [49] [50] Enmascaramiento de PAMP. Es el caso de C. albicans, hongo polimórfico que puede cambiar de forma dependiendo de los factores del ambiente en que se encuentre, pasando de la fase levadura a formas filamentosas (hifas) las cuales tienen la capacidad de enmascarar el β-glucán y no ser reconocidas por el receptor Dectina-1. Algo similar ocurre en los hongos dimórficos H. capsulatum y P. brasiliensis, que en su fase tisular de levadura expresan α-glucán que no es reconocido por ese PRR. Modulación de las señales inflamatorias. Dependiendo del TLR estimulado por un determinado PAMP se generan diferentes señales. Así, la activación del TLR-4 señaliza para la producción de citocinas proinflamatorias que dirigen a una respuesta Th1 (protectora); en contraste, el estímulo de TLR-2 induce la producción de citocinas antinflamatorias que llevan a una respuesta tipo Th2. La cápsula de C. neoformans induce una respuesta de IL-10 (citocina antinflamatoria) y un perfil Th2. La melanina de algunos hongos induce la producción de IL-4 orientando la respuesta inmune a un perfil Th2. Despojarse de moléculas de reconocimiento (tipo PAMP). Es el caso de Pneumocystis jiroveci, agente etiológico de neumonía en pacientes inmunosuprimidos: al entrar en un hospedero susceptible rápidamente se deshace de la glucoproteína A (GpA), su principal antígeno de superficie, con lo que evita ser reconocido por los receptores de manosa de los Mθ alveolares. Escapar de la fagocitosis. El hongo se “esconde” en “santuarios” o sitios seguros del hospedero, correspondientes a células que funcionalmente no son fagocíticas (como las epiteliales y endoteliales), en las que el patógeno está protegido del ambiente externo hostil. Es el caso de conidias de Aspergillus que pueden permanecer viables dentro de células epiteliales humanas. Algo similar ocurre con C. albicans que induce su internalización por las células endoteliales usando el mecanismo de la endocitosis mediante sus proteínas superficiales (N-caderinas). Asimismo, Cryptococcus neoformans puede inducir su endocitosis por células endoteliales, cruzar la barrera hematoencefálica y causar meningitis. Se considera que la cápsula de este hongo, con propiedades antifagocíticas, es su principal factor de virulencia. Persistencia en ambientes intracelulares. Algunas cepas de C. albicans pueden resistir la muerte intracelular y alcanzar a desarrollar hifas que escapan de los Mθ. Otros hongos pueden evitar la fusión fagolisosoma del fagocito, modular el pH fagosomal y permanecer viables en dicho compartimiento intracelular; es el caso de H. capsulatum, hongo patógeno intracelular facultativo. Evasión del complemento. Se ha demostrado que algunos aislamientos virulentos de A. fumigatus exhiben una actividad endógena para controlar la activación del complemento mediante la producción de una proteasa alcalina, denominada Alp1, que tiene la capacidad de clivar eficientemente tanto componentes del complemento, C3, C4, C5, C1q, como la IgG; otro metabolito de este hongo es el “factor inhibidor del complemento” que, como su nombre lo indica, es capaz de inactivar este sistema enzimático; así interfiere con mecanismos de defensa del hospedero como la fagocitosis y la opsonización, los cuales, como ya se explicó, son mediados por el sistema del complemento. Además, se ha descrito la presencia de proteínas de superficie adquiridas reguladoras del C conocidas como CRASP (por la sigla en inglés de complement regulatory acquiring surface proteins) en hongos como C. albicans y A. fumigatus. Otros autores han informado que la gliotoxina de A. fumigatus es un potente inhibidor del sistema mucociliar del árbol respiratorio del hospedero. Asimismo, algunos hongos producen una serie de enzimas líticas (por ejemplo proteasas elastinolíticas) que favorecen la invasión de los tejidos del paciente inmunosuprimido, causándole la enfermedad invasiva. Otros producen enzimas que inactivan losROI y los RNI (entre ellas catalasas, superóxido-dismutasas, glutatión-peroxidasas y tiorredoxinas). Regulación de la respuesta inmune en las micosis Para esta última etapa de la respuesta inmune adecuada debe darse un equilibrio entre las señales proinflamatorias y las antinflamatorias pues, como ya se mencionó, aunque la inflamación sea un componente esencial de la respuesta protectora contra los hongos, su desregulación puede no solo empeorar significativamente las enfermedades micóticas, sino también limitar las respuestas a los antifúngicos. Es necesario que se genere un proceso regulador de la respuesta inmune para que el hospedero pueda restablecer la homeostasis. Dicho proceso implica varios mecanismos[10-2] [14] [35] [46] entre los cuales están: • La supresión, mediada por células Treg, de la inflamación asociada a la infección. Estas células son un componente esencial de la respuesta inmune contra hongos. • La enzima 2,3-oxigenasa-indolamina (IDO) y los metabolitos del triptófano (quinureninas) los cuales, actuando como un puente entre las células dendríticas y las células Treg, contribuyen a tal condición homeostática por dominar la respuesta inflamatoria. • La producción de citocinas inmunorreguladoras como IL-10, TGF-β e IL-4. El conocimiento más detallado de las varias moléculas y factores involucrados en estos mecanismos reguladores del proceso inflamatorio está permitiendo plantear nuevas terapias inmunomoduladoras; existen ya algunos estudios preclínicos que han mostrado el potencial terapéutico de algunas citocinas y factores de crecimiento.[10] [14] Para finalizar este capítulo, y a manera de conclusión, en la figura 179-1 se esquematizan la participación e interacción de los diferentes mecanismos de las respuestas inmunes innata y adquirida que se generan en una infección por hongos. Figura 179-1. Mecanismos participantes en las respuestas inmunes (innata y adquirida) del hospedero frente a una infección por hongos. Adaptada de las referencias[4] [7] [9] [11] [12] [14] [15] [35] [46] [49] y Ferwerda en al. Vaccine, 2010, 28: 614-622. BIBLIOGRAFÍA 1. Brown GD. Innate Antifungal Immunity: The Key Role of Phagocytes. Annu Rev Immunol. 2011. 29: 1–21 2. Brakhage AA and Zippel PF. Overview of Fungal Pathogens. In: Kaufmann SHE, Rouse BT and Sacks DL, editors. The Immune Response to Infection. Washington, DC.: ASM Press; 2011.p. 165-171. 3. Blanco JL and Garcia ME. Immune response to fungal infections. Vet. Immunol. Immunopathol. 2008; 125(1-2): 47-70. 4. van de Veerdonk FL, Kullberg BJ, van der Meer JWM, Gow NAR, Netea MG. Host-microbe interactions: innate pattern recognition of fungal pathogens. Curr Opin Microbiol. 2008; 11(4): 305-12. 5. Huysamen C and Brown GD. The fungal pattern recognition receptor, Dectin-1, and the associated cluster of C-type lectin-like receptors. FEMS Microbiol Lett. 2009; 290(2): 121-8. 6. Brummer E, Stevens DA. Collectins and fungal pathogens: roles of surfactant proteins and mannose binding lectin in host resistance. Med Mycol. 2010; 48(1): 16-28. 7. Miller LS. Toll-like receptors in skin. Adv Dermatol. 2008; 24: 71-87. 8. Hohl TM, Rivera A, Pamer EG. Immunity to fungi. Curr Op Immunol. 2006; 18(4): 465-72. 9. Roeder A, Kirschning CJ, Rupec RA, Schaller M, Weindl G, Korting HC. Toll-like receptors as key mediators in innate antifungal immunity. Med Mycol. 2004; 42(6): 485-98. 10. Romani L. Cell mediated immunity to fungi: a reassessment. Med Mycol. 2008; 46(6): 515-29. 11. van de Veerdonk FL, Netea MG. T-cell Subsets and Antifungal Host Defenses. Curr Fungal Infect Rep. 2010; 4(4): 238-43. 12. Romani L. Acquired Immunity: Fungal Infections. In: Kaufmann SHE, Rouse BT, Sacks DL, editors. The Immune Response to Infection. Washington, DC: ASM Press; 2011.p. 289-99. 13. Zelante T, Iannitti R, De Luca A, Romani L. IL-22 in antifungal immunity. Eur J Immunol. 2011; 41(2): 270–5. 14. Romani L. Immunity to fungal infections. Nat Rev Immunol. 2004; 4(1): 1-23. 15. Brakhage AA, Bruns S, Thywissen A, Zipfel PF, Behnsen J. Interaction of phagocytes with filamentous fungi. Curr Opin Microbiol. 2010; 13(4): 409-15. 16. Neumann AK, Jacobson K. A novel Pseudopodial component of the dendritic cell anti-fungal response: the Fungipod. PLoS Pathogens. 2010; 6(2): e1000760. 17. Ashman RB, Farah CS, Wanasaengsakul S, Hu Y, Pang G, Clancy RL. Innate versus adaptive immunity in Candida albicans infection. Immunol Cell Biol. 2004, 82(_2): 196-204. 18. Behnsen J, Hartmann A, Schmaler J, Gehrke A, Brakhage AA, Zipfel PF. The opportunistic human pathogenic fungus Aspergillus fumigatus evades the host complement system. Infect Immun. 2008; 76(2): 820-7. 19. Zmetek-Granja LF, Pinto L, Almeida CA, Sales-Alviano D, da Silva ME, Ejzemberg R, et al. Spores of Mucor ramosissimus, Mucor plumbeus and Mucor circinelloides and their ability to actívate human complement system in vitro. Med Mycol. 2010; 48(2): 278-84. 20. Fang FC. Antimicrobial reactive oxygen and nitrogen species: concepts and controversies. Nat Rev Microbiol. 2004; 2(10): 820-32. 21. Segal BH, Romani LR. Invasive aspergillosis in chronic granulomatous disease Med Mycol. 2009; 47(Suppl I): S282-90. 22. Rossi GR, Cervi LA, García MM, Chiapello LS, Sastre DA, Masih DT. Involvement of nitric oxide in protecting mechanism during experimental cryptococcosis. Clin Immunol. 1999; 90(2): 256-65. 23. Chiapello LS, Baronetti JL, Garro AP, Spesso MF, Masih DT. Cryptococcus neoformans glucuronoxylomannan induces macrophage apoptosis mediated by nitric oxide in a caspase-independent pathway. Internal. Immunol. 2008; 20(12): 1527-41. 24. Wu-Hsieh BA, Chen W, Lee HJ. Nitric oxide synthase expression in macrophages of Histoplasma capsulatum-infected mice is associated with splenocyte apoptosis and unresponsiveness. Infect Immun. 1998; 66(11): 5520-6. 25. Nittler MP, Hocking-Murray D, Foo CK, Sil A. Identification of Histoplasma capsulatum transcripts induced in response to reactive nitrogen species. Mol Biol Cell. 2005; 16(10): 4792-813. 26. González A, Restrepo A, Cano LE. Role of iron in the nitric oxide-mediated fungicidal mechanism of IFN-activated murine macrophages against Paracoccidioides brasiliensis conidia. Rev Inst Med Trop Sao Paulo. 2007; 49(1): 11-6. 27. Nishikaku AS, Molina RFS, Ribero LC, Scavone R, Albe BP, Cunha CS, et al. Nitric oxide participation in granulomatous response induced by Paracoccidioides brasiliensis infection in mice. Med. Microbiol. Immunol. 2009; 198(2): 123-35. 28. Kunert J. Effect of peroxynitrite on dormant spores and germlings of Asper gillus fumigatus in vitro. Folia Microbiol (Praha). 2000; 45(4): 325-9. 29. Newman SL, Gootee L, Gabay JE, Selsted ME. Identification of constituents of human neutrophil azurophil granules that mediate fungistasis against Histoplasma capsulatum. Infec Immun. 2000; 68(10): 5668-72. 30. Peters BM, Zhu J, Fidel PL Jr., Scheper MA, Hackett W, El Shaye S, et al. Protection of the oral mucosa by salivary histatin-5 against Candida albicans in an ex vivo murine model of oral infection. FEMS Yeast Res. 2010; 10(5): 597-604. 31. Wiesner J, Vilcinskas A. Antimicrobial peptides: The ancient arm of the human immune system. Virulence. 2010; 1(5):440-64. 32. Lopera D, Aristizábal BH, Restrepo A, Cano LE, González A. Lysozyme plays a dual role against the dimorphic fungus Paracoccidioides brasiliensis. Rev Inst Med Trop Sao Paulo. 2008; 50(3): 169-75. 33. González-Chávez SA, Arévalo-Gallegos S, Rascón-Cruz Q. Lactoferrin: structure, function and applications. Int J Antimicrob Agents. 2009; 33(4): 301.e1-8. 34. Lulloff SJ, Hahn BL, and Sohnle PG. Fungal susceptibility to zinc deprivation. J Lab Clin Med. 2004; 144(4): 208-214. 35. Romani L, Zelante T, De Luca A, Fallarino F, Puccetti P. IL-17 and Therapeutic Kynureninesin Pathogenic Inflammation to Fungi. J Immunol. 2008; 180(8): 5157-162. 36. Harrington LE, Mangan PR, and Weaver CT. Expanding the effector CD4 T-cell repertoire: the Th17 lineage. Curr Opin Immunol. 2006; 18(3): 349-56. 37. Lopera D, Rojas W. Linfocitos T e inmunidad celular. En: Rojas W, Anaya JM, Aristizábal B, Cano LE, Gómez LM y Lopera D, editores, Inmunología de Rojas. 16ª edición, Medellín, Colombia. Corporación para Investigaciones Biológicas: 2010.p. 139-52. 38. LeibundGut-Landmann S, Gross O, Robinson MJ, Osorio F, Slack E, Tsoni SV, et al. Syk- and CARD9-dependent coupling of innate immunity to the induction of T helper cells that produce interleukin 17. Nat Immunol. 2007; 8 (6):630-8. 39. Zelante T, De Luca A, D’Angelo C, Moretti S, Romani L. IL-17/Th17 in anti-fungal immunity: What’s new? Eur J Immunol. 2009; 39(3): 645-8. 40. van de Veerdonk FL, Marijnissen RJ, Kullberg BJ, Koenen HJ, Cheng SC, Joosten I, et al. The macrophage mannose receptor induces IL-17 in response to Candida albicans. Cell Host Microbe. 2009; 5(4): 329-40. 41. Smeekens SP, van de Veerdonk FL, van der Meer JWM, Kullberg BJ, Joosten LAB, Netea MG. The Candida Th17 response is dependent on mannan- and beta-glucan-induced prostaglandin E2. Int Immunol. 2010; 22 (11): 889–95. 42. Deepe GS Jr, Gibbons RS. Interleukins 17 and 23 influence the host response to Histoplasma capsulatum. J Infect Dis. 2009; 200(1): 142-51. 43. Loures FV, Pina A, Felonato M, Calich VL. TLR2 is a negative regulator of Th17 cells and tissue pathology in a pulmonary model of fungal infection. J Immunol. 2009; 183(2):1279-90. 44. Kleinschek MA, Muller U, Brodie SJ, Stenzel W, Kohler G, Blumenschein WM, et al. IL-23 enhances the inflammatory cell response in Cryptococcus neoformans infection and induces a cytokine pattern distinct from IL-12. J Immunol. 2006; 176(2): 1098-106. 45. Rudner XL, Happel KI, Young EA, Shellito JE. Interleukin-23 (IL-23)-IL-17 cytokine axis in murine Pneumocystis carinii infection. Infect Immun. 2007; 75(6): 3055-61. 46. Zelante T, Bozza S, De Luca A, D’Angelo C, Bonifazi P, Moretti S et al. Th17 cells in the setting of Aspergillus infection and pathology. Med Mycol. 2009; 47(Suppl I): S162-9. 47. Gross O, Poeck H, Bscheider M, Dostert C, Hannesschläger N, Endres S, et al. Syk kinase signalling couples to the NLrp3 inflammasome for anti-fungal host defence. Nature. 2009; 459(7245): 433-6. 48. Cano LE y Rojas W. Inflamación. En: Inmunología de Rojas, Rojas W, Anaya JM, AristizÁbal B, Cano LE, Gómez LM y Lopera D, Editores. 15ª edición. Medellín, Colombia. Corporación para Investigaciones Biológicas. 2010. p. 75-93. 49. Chai LY, Netea MG, Vonk AG, Kullberg BJ. Fungal strategies overcoming host innate immune response. Med Mycol. 2009; 47(3): 227-36. 50. Seider K, Heyken A, Lüttich A, Miramón P, Hube B.Interaction of pathogenic yeasts with phagocytes: survival, persistence and escape. Curr Opin Microbiol. 2010; 13(4): 392-400.
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